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ES2553033T3 - Quemador de gas con llama orientada hacia el interior - Google Patents

Quemador de gas con llama orientada hacia el interior Download PDF

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ES2553033T3
ES2553033T3 ES12783199.8T ES12783199T ES2553033T3 ES 2553033 T3 ES2553033 T3 ES 2553033T3 ES 12783199 T ES12783199 T ES 12783199T ES 2553033 T3 ES2553033 T3 ES 2553033T3
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ES
Spain
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base body
gas burner
partitions
peripheral annular
chamber
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Active
Application number
ES12783199.8T
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English (en)
Inventor
Andrea Quintaba
Andrea Mandolesi
Paolo Serenellini
Gianluca GIORGETTI
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SOMIPRESS - METALLI INIETTATI SpA Soc
SOMIPRESS METALLI INIETTATI SpA SOC
Original Assignee
SOMIPRESS - METALLI INIETTATI SpA Soc
SOMIPRESS METALLI INIETTATI SpA SOC
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    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/08—Arrangement or mounting of burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/08—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with axial outlets at the burner head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
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    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/08—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with axial outlets at the burner head
    • F23D14/085—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with axial outlets at the burner head with injector axis inclined to the burner head axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Quemador de gas (100) con llama orientada hacia el interior, caracterizado porque comprende un cuerpo base (2) adaptado para colocarse bajo una placa de cocción (1) y una tapa platoidal (5) dispuesta por encima del cuerpo base (2) el cuerpo base (2) comprende: - una cámara central (30) con forma cilíndrica o cónica truncada, adaptada para conectarse a al menos un tubo Venturi horizontal (7) alimentado por medio de al menos un inyector de gas (6); y - una cámara anular periférica (23), - al menos dos tabiques (4) que definen al menos dos aberturas (40) que proporcionan comunicación entre la cámara central (30) y la cámara anular periférica (23), la tapa (5) comprende: - un plato central (50) colocado sobre la cámara central (3) del cuerpo base, - una porción toroidal intermedia (51) dispuesta sobre los tabiques (4) del cuerpo base, - y un anillo de llama (52) colocado sobre la cámara anular (23) periférica del cuerpo base y que presenta una superficie inclinada en donde se colocan una pluralidad de bases u orificios (53), que se comunican con la cámara anular periférica (23), las bases (53) tienen un eje inclinado hacia arriba y hacia el eje vertical del quemador para que la propagación de la llama sea hacia el interior.

Description

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DESCRIPCION
Quemador de gas con llama orientada hacia el interior
La presente solicitud de patente para invencion industrial se refiere a un quemador de gas con llama orientada hacia el interior, es decir hacia el eje vertical del quemador.
Los quemadores de gas con la llama orientada hacia afuera son comunmente conocidos en el mercado. Sin embargo, estos quemadores de gas se deterioran por su poca eficiencia.
Los quemadores de gas con llama orientada hacia el interior se conocen por mejorar la eficiencia. El documento WO 2006/077086 da a conocer un quemador de gas que presenta dos inyectores y un divisor de llama toroidal donde se situa un primer anillo de base para la llama orientada hacia fuera y un segundo anillo de base para la llama orientada hacia dentro.
El primer inyector alimenta la camara en forma de C que se comunica con una camara anular obtenida en el divisor de llama por medio de tres conductos verticales. El segundo inyector alimenta un primer tubo Venturi horizontal que se comunica con un segundo tubo Venturi vertical que lleva a una camara platoidal que se comunica con ranuras anulares del divisor de llama para la propagacion de una llama de estabilizacion.
Tal quemador de gas presenta complejidad constructiva y no es lo suficientemente seguro debido a que el aire secundario utilizado para alimentar la llama se retira desde abajo de la placa de coccion, con el riesgo de fugas de gas bajo la placa de coccion.
Por otra parte, la ruta de la mezcla de aire/gas primario desde el primer inyector es mas bien tortuoso, generando de este modo un retorno de la llama e inestabilidad. Por esta razon, el quemador de gas necesita una llama de estabilizacion.
Otro problema se representa por la posicion de la bujfa de encendido en el interior del quemador de gas, lo cual es una limitante para la estructura del quemador de gas mismo.
El documento EP 2 090 826 A1 describe otro ejemplo de un quemador de gas con llama orientada hacia el interior.
El proposito de la presente invencion es eliminar los inconvenientes de la tecnica anterior mediante la elaboracion de un quemador de gas con una llama orientada hacia dentro que es eficiente, segura y facil de hacer e instalar.
Estos propositos se consiguen de acuerdo con la invencion, con las caractensticas que se reivindican en la reivindicacion independiente 1.
Realizaciones ventajosas aparecen a partir de las reivindicaciones dependientes.
El quemador de gas con la llama orientada hacia dentro de la invencion comprende un cuerpo base dispuesto bajo una placa de coccion y una tapa con forma de plato colocada sobre el cuerpo base.
El cuerpo base comprende:
- una camara central con una forma cilmdrica o conica-truncada, conectada a al menos un tubo Venturi horizontal alimentado por al menos un inyector de gas,
- una camara anular periferica, y
- al menos dos taques que definen al menos dos aberturas que proporcionan comunicacion entre la camara central y la camara anular periferica
La tapa comprende:
- un plato central dispuesto sobre la camara central del cuerpo base,
- una porcion toroidal intermedia dispuesta sobre los tabiques del cuerpo base, y
- un anillo de llama dispuesto sobre la camara anular periferica del cuerpo base, que presenta una superficie inclinada con una pluralidad de bases que se comunican con la camara anular periferica
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Las bases del anillo de llama tienen un eje inclinado hacia arriba y hacia el eje vertical del quemador de gas para la propagacion de la llama hacia el interior.
Las ventajas del quemador de gas de acuerdo con la invencion son evidentes, ya que tiene una estructura simple, es facil de ensamblar y da una eficiencia de llama alta, reduciendo de este modo el diametro de llama.
Otras caractensticas adicionales de la invencion apareceran mas evidentes a partir de la descripcion detallada siguiente, la cual se refiere a realizaciones simplemente ilustrativas y no limitantes, ilustradas en los dibujos anexos, en donde:
La figura 1 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del quemador de gas de acuerdo con la invencion;
La figura 2 es una vista en corte de los diversos elementos del quemador de gas de la figura 1;
La figura 3 es una vista superior del quemador de gas de la figura 1 en condicion ensamblada;
La figura 4 es una vista lateral del quemador de gas de la figura 1 en condicion ensamblada;
La figura 5 es una vista en seccion tomada a lo largo del plano en seccion V-V de la figura 3;
La figura 6 es una vista en seccion tomada a lo largo de un plano en seccion diferente comparado con la figura 5;
La figura 7 es una vista superior de una variante del quemador de gas de acuerdo con la invencion; y
La figura 8 es una vista en seccion tomada a lo largo del plano en seccion VMI-VIM de la figura 7.
Con referencia a las figuras, el quemador de gas de la invencion se describe, indicado generalmente con el numero (100).
Ahora con referencia a la figura 1, se describe una placa de coccion (1), estando provista de un orificio circular (10) en donde esta montado el quemador de gas (100).
El quemador de gas (100) comprende un cuerpo base (2) y una cubierta o tapa (5) dispuesta directamente sobre el cuerpo base. Un inyector de gas (6) esta conectado al cuerpo base (2) por medio de un tubo Venturi (7).
El cuerpo base (2) comprende una brida anular periferica (20) adaptada para fijarse a la placa de coccion (1). Para este fin, la brida periferica (20) esta provista de orificios (21) para recibir elementos de tornillo para la fijacion a la placa de coccion.
En la brida periferica (20), se proporciona un reborde anular (22) que sobresale hacia arriba para dar una superficie de soporte para la parte periferica de la tapa superior (5). Una camara anular periferica (23) se obtiene en la brida periferica (20) en posicion rebajada con respecto a la brida periferica, con una abertura superior.
Con referencia a la figura 6, la camara anular periferica (23) esta provista de un borde circular interno (24) que continua hacia el interior con la porcion de acoplamiento conico (25) con diametro decreciente, desde el cual sobresale una cupula central (3) en la posicion inferior.
Con referencia a la figura 2, la cupula central (3) define una camara central (30) con forma cilmdrica o conica truncada, que tiene un eje vertical (Y) que coincide con el eje del quemador de gas.
La pared lateral de la cupula central (3) del cuerpo base esta provista con un orificio radial (32) acoplado con el tubo (7) Venturi. El tubo Venturi (7) presenta una forma cilmdrica con un eje horizontal (X) en posicion radial con respecto al eje vertical (Y) de la camara central. Aunque la figura muestra solamente un inyector y solamente un tubo Venturi radial, pueden utilizarse multiples inyectores y multiples tubos Venturi horizontales, tambien en una disposicion no radial.
Haciendo referencia a la figura 5, el inyector (6) pasa por arriba de una abertura (76) del tubo Venturi (7) para retirar el aire primario que entra en el tubo Venturi (7), debido al efecto Venturi, de acuerdo con el flujo de la flecha (F1) y la mezcla con el gas que viene desde el inyector (6) para generar una mezcla de aire-gas. El flujo de aire principal (F1) entra por debajo de la placa de coccion (1) y la abertura (76) del tubo Venturi se
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dimensiona adecuadamente para la entrada correcta del aire principal.
El tubo Venturi (7) tiene una seccion de entrada conica (70) con un diametro decreciente, una seccion cilmdrica intermedia (71) y una seccion de salida conica (72) con un diametro en aumento.
Volviendo a la figura 1, cuatro tabiques (4) sobresalen radialmente hacia el interior desde el borde interno (24) de la camara anular periferica (23), que se extiende hacia arriba en la porcion de acoplamiento conico (25). Tales tabiques (4) definen cuatro aberturas (40) radiales que se comunican con la camara anular periferica (23) En particular, cada particion (4) presenta un extremo inferior. Los extremos inferiores de los tabiques (4) estan conectados por medio de un puente inferior (41) de manera tal que cada abertura (40) radial tiene una configuracion sustancialmente en forma de U definida entre dos tabiques (4) y el puente inferior (41).
Cada tabique (4) presenta a una superficie superior (42) sustancialmente plana que actua como un tope para la tapa superior (5). La superficie (42) superior se encuentra al mismo nivel que la superficie superior del reborde (22) anular.
Aunque la figura muestra cuatro tabiques (4) en posiciones diametralmente opuestas que definen cuatro aberturas (40), al menos dos tabiques (4) se pueden proporcionar de manera que generen al menos dos aberturas (40).
Una bujfa de encendido (9) y un termopar (8) estan instalados en una particion (4), de modo que las puntas superiores de la bujfa de encendido (9) y el termopar (8) sobresalen en la posicion superior de la superficie superior (42) de la particion. En tal caso, se proporciona un vastago (90) debajo de la particion (4), que recibe la bujfa de encendido (9) y el termopar (8). El vastago (90) se extiende hacia fuera de la cupula central (3).
La posicion del termopar (8) en la parte interna del quemador, con respecto al anillo de llama circular, permite al termopar que tenga una deteccion mas precisa y una serial mas estable, debido a que el anillo de llama circular actua como una barrera para cualquier flujo de aire anormal que venga de fuera.
Por otra parte, la posicion interna de ambos elementos (bujfa de encendido (9) y termopar (8)) garantiza una mayor proteccion contra choques durante el funcionamiento del quemador.
La tapa (5) presenta una forma platoidal y comprende:
- un plato circular central (50);
- una porcion toroidal intermedia (51) en una posicion inferior con respecto al plato central;
- un anillo de llama (52) con forma conica e inclinado hacia arriba con respecto a la porcion central intermedia (51),
- una porcion periferica (54) en posicion inferior con respecto al borde periferico del anillo de llama.
El plato central (50) esta conformado como una placa platoidal plana con un diametro sustancialmente igual al diametro de la camara central (30) de manera que se encuentra por encima de la camara central (30).
La porcion toroidal intermedia (51) presenta una superficie inferior plana colocada contra las superficies superiores planas (42) de los tabiques (4) del cuerpo base. Por lo tanto, la porcion toroidal intermedia (51) presenta dos orificios (58, 59) que reciben respectivamente, la punta del termopar (8) y la bupa de encendido (9).
El anillo de llama (52) esta situado sobre la camara anular periferica (23) y presenta una forma conica con una inclinacion de aproximadamente 10°-30° con respecto a un plano horizontal. Por lo tanto, se obtiene una pluralidad de bases u orificios (53) en el anillo de llama (52) para propagar la llama. Preferiblemente, se proporcionan tres hileras circulares de bases de manera tal que ocupan toda la superficie del anillo de llama (52).
El eje de las bases (53) esta inclinado hacia el interior con respecto a un plano horizontal, con una inclinacion aproximadamente de 60°-80°. En vista de lo anterior, las llamas se dirigen hacia arriba y hacia el interior del quemador de gas, es decir hacia el costado vertical del quemador.
La porcion periferica (54) de la tapa superior tiene una superficie inferior plana colocada contra la superficie superior plana del reborde (22) de la brida periferica del cuerpo base, en tal forma que cierra externamente la camara anular periferica (23)
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Con referencia a la figura 6, se puede observar que las aberturas (40) que proporcionan comunicacion entre la camara central (30) y la camara anular periferica (23) tienen una forma conica con dimensiones en disminucion desde la camara central (30) hasta la camara anular (23). En particular, las aberturas (40) presentan un estrechamiento (45) entre el borde interno (24) de la brida periferica del cuerpo base y la porcion toroidal (51) de la tapa superior. La configuracion de las aberturas (40) se adapta para estabilizar el flujo de la mezcla de aire-gas en la camara anular (23) evitando el retorno de la llama desde los anillos hacia la camara anular periferica Tales aberturas (40) permiten una distribucion uniforme de la mezcla de aire-gas que viene desde la camara central (30) y que se dirige hacia la camara anular periferica (23) De hecho, durante el ascenso desde la camara central, la mezcla es parcialmente tomada por las aberturas (40) y continua parcialmente su recorrido ascendente hacia la tapa (5). La parte de la mezcla que asciende y se detiene contra el plato central (50) de la tapa se redistribuye en las aberturas (40), completando asf la cantidad de la mezcla llevada a la camara anular periferica (23) por las aberturas.
A continuacion se presenta una descripcion de la operacion del quemador (100) de gas de acuerdo con la presente invencion.
El gas inyectado por el inyector (6) se mezcla con aire principal que entra en la abertura (76) del tubo Venturi y la mezcla de aire-gas se toma dentro del tubo Venturi (7) por medio del efecto Venturi, fluyendo hacia la camara central (30).
La mezcla de aire-gas contenida en la camara central (30) asciende hacia arriba, deteniendose contra el plato central (50) de la tapa superior. Por lo tanto, la mezcla de aire-gas entra a las aberturas (40) y fluye en la camara anular periferica (23)
La mezcla de aire-gas contenida en la camara anular periferica (23) deja la camara anular periferica (23) a traves de las bases (53) del anillo de llama, generando una llama que se direcciona hacia arriba y hacia el interior del quemador.
Se pueden hacer numerosas variaciones y modificaciones a la presente realizacion de la invencion, dentro del alcance de un experto en la materia, mientras que todavfa caen dentro del alcance de la invencion descrita en las reivindicaciones anexas.
Las figuras 7 y 8 describen una variante del quemador (100) de gas en donde la bujfa de encendido (9) y el termopar (8) se colocan en posiciones diametralmente opuestas. La bujfa de encendido (9) y el termopar (8) se apoyan sobre los vastagos (90, 80) correspondientes que se extienden bajo los tabiques (4) del cuerpo del quemador. Dichos vastagos (90,80) estan situados fuera de la cupula central (3).
El cuerpo (2) del quemador esta provisto de pequenas aberturas de drenaje (91, 81) dispuestas en la proximidad de la bujfa conexion de encendido (9) y el termopar (8) para drenar lfquidos o grasa que caen eventualmente en el quemador y que se depositan cerca de la bujfa de encendido (9) y del termopar (8). De hecho, este tipo de aberturas de drenaje (91, 81) impiden el estancamiento de los lfquidos y la grasa alrededor de la bujfa de encendido (9) y el termopar (8), provocando el mal funcionamiento de la bujfa de encendido (9) y del termopar (8).
Evidentemente, solo una abertura de drenaje se puede proporcionar para la bujfa de encendido (9) y/o el termopar (8), o una unica abertura de drenaje si bujfa de encendido (9) y el termopar (8) estan dispuestos en una posicion cercana, como se muestra en la realizacion de la figura 1.

Claims (1)

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    REIVINDICACIONES
    1) Quemador de gas (100) con llama orientada hacia el interior, caracterizado porque comprende un cuerpo base (2) adaptado para colocarse bajo una placa de coccion (1) y una tapa platoidal (5) dispuesta por encima del cuerpo base (2)
    el cuerpo base (2) comprende:
    - una camara central (30) con forma cilmdrica o conica truncada, adaptada para conectarse a al menos un tubo Venturi horizontal (7) alimentado por medio de al menos un inyector de gas (6); y
    - una camara anular periferica (23),
    - al menos dos tabiques (4) que definen al menos dos aberturas (40) que proporcionan comunicacion entre la camara central (30) y la camara anular periferica (23),
    la tapa (5) comprende:
    - un plato central (50) colocado sobre la camara central (3) del cuerpo base,
    - una porcion toroidal intermedia (51) dispuesta sobre los tabiques (4) del cuerpo base,
    - y un anillo de llama (52) colocado sobre la camara anular (23) periferica del cuerpo base y que presenta una superficie inclinada en donde se colocan una pluralidad de bases u orificios (53), que se comunican con la camara anular periferica (23), las bases (53) tienen un eje inclinado hacia arriba y hacia el eje vertical del quemador para que la propagacion de la llama sea hacia el interior.
    2) El quemador de gas de la reivindicacion 1, caracterizado porque el cuerpo base (2) comprende:
    - una brida anular periferica (20) que contiene la camara anular periferica (23),
    - una cupula (3) que contiene la camara central (30),
    - una porcion de acoplamiento conico (24) que conecta la brida periferica con la cupula de tal manera que la cupula sobresale en la posicion inferior con respecto a la camara periferica,
    en donde los tabiques se obtienen en la porcion de acoplamiento conico.
    3) El quemador de gas de la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque los tabiques (4) del cuerpo base tienen una superficie superior (42) sustancialmente plana en la cual descansa la superficie inferior plana de la porcion toroidal (61) de la tapa.
    4) El quemador de gas de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los tabiques (4) del cuerpo base tienen extremos inferiores conectados mutuamente por un puente (41), de manera tal que cada abertura (40) del cuerpo base tiene forma sustancialmente de U definida entre dos tabiques y el puente (41).
    5) El quemador de gas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada abertura (40) tiene una forma conica con dimensiones en disminucion desde la camara central (30) hacia la camara anular periferica (23).
    6) El quemador de gas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende cuatro tabiques (4) que definen cuatro aberturas (40) en posiciones diametralmente opuestas en el cuerpo base.
    7) El quemador de gas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una bujfa de encendido (9) colocada en uno de los tabiques (4) del cuerpo base, de manera tal que la punta superior de la bujfa de encendido sobresale en la posicion superior del tabique y pasa a traves de un orificio (59) de la porcion toroidal intermedia (51) de la tapa.
    8) El quemador de gas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un termopar (8) colocado en uno de los tabiques (4) del cuerpo base, de manera tal que la punta superior del termopar sobresale en la posicion superior del tabique y pasa a traves de un orificio (58) de la porcion toroidal intermedia (51) de la tapa.
    9) El quemador de gas de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque la bujfa de encendido (9) y el termopar (8) estan colocados sobre un mismo tabique (4) del cuerpo base.
    10) El quemador de gas de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque la bujfa de encendido (9) y el 5 termopar (8) estan colocados sobre dos tabiques (4) del cuerpo base en posiciones diametralmente opuestas.
    11) El quemador de gas de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque comprende al menos una abertura (81, 91) obtenida en el cuerpo base (2) en proximidad a la bujfa de encendido (9) y/o el termopar (8) para drenar liquido o suciedad depositados alrededor de la bujfa de encendido (9) y/o el termopar
    10 (8).
ES12783199.8T 2011-11-04 2012-11-02 Quemador de gas con llama orientada hacia el interior Active ES2553033T3 (es)

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